КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА БАЗОВИХ ШАРІВ ТЕЛУРИДУ КАДМІЮ ПЛАНАРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЗАХИСТУ НВЧ АПАРАТУРИ ВІД ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ІМПУЛЬСІВ

Автор(и)

  • Геннадій Хрипунов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Андрій Доброжан Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Михайло Хрипунов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Тетяна Шелест Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Ростислав Саприкін Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2024.04.02

Ключові слова:

плівки телуриду кадмію, планарні елементи захисту, рентгенівська дифрактометрія, фазовий аналіз, мікро деформації

Анотація

Для створення фізичних основ промислової технології планарних елементів захисту рентгендифрактометричним методом були досліджені базові шари телуриду кадмію, які були отримані методом термічного вакуумного випаровування при різних температурах підкладки на полікорових пластинах з прошарком молібдену. Було визначено температурні інтервали, які відповідають якісній зміні кристалічної структури плівок телуриду кадмію. Показано, що плівки телуриду кадмію, отримані при температурі підкладки, яка не перевищує 100оС, містять тільки гексагональну метастабільну фазу, мають переважну орієнтацію в напрямку [002], рівень мікродеформації становить 0.088 - 0.110, розмір областей когерентного розсіювання – 15.6 - 21.5 нм. Визначені періоди гексагональної кристалічної решітки a = 4.586 Å та с = 7.505 Å свідчать про наявність значних макродеформацій розтягнення. Збільшення температури осадження до 200оС призводить до появи поряд з метастабільною гексагональною фазою телуриду кадмію стабільної кубічної фази, орієнтованої в напрямку [111]. При цьому орієнтація гексагональної фази в напрямку [002] зменшується з GH = 1.74 до G= 1.45. Поява кубічної фази також призводить до зменшення мікродеформацій та розмірів областей когерентного розсіювання гексагональної фази до 0.029 - 0.043 нм та 12.1 - 15.8 нм, відповідно. Подальше збільшення температури підкладки призводить до формування плівок телуриду кадмію, в яких наявна тільки стабільна кубічна фаза без переважної орієнтації. При цьому збільшення температури підкладки до 300оС призводить до зменшення макродеформацій кубічної фази, про що свідчить наближення періоду кристалічної решітки до теоретичного значення: з a = 6,4870 Å до a = 6.4858 Å. Таким чином, експериментально показано, що для забезпечення стабільних вихідних параметрів елементів захисту отримання плівок телуриду кадмію необхідно проводити при температурі підкладки 300оС, оскільки це унеможливлює наявність деградаційних процесів, обумовлених термодінамічно активованим перетворенням метастабільної гексагональної фази в стабільну кубічну фазу.

Посилання

Gurevich V. I. Stability of microprocessor relay protection and automation systems against intentional destructive electromagnetic impacts. Electrical engineering and electromechanics, 2011, Vol. 5, pp. 23-28.

Solodov A., Pirogov Yu., Klyuchnik A. Resistance of integrated circuits to electromagnetic fields of pulsed radio emission. Publisher: Lambert Academic Publishing. 2012. 84 p.

Pergament A., Stefanovich G., Malinenko V., Velichko A. Electrical Switching in Thin Film Structures Based on Transition Metal Oxides. Advances in Condensed Matter Physics, 2015, Vol. 2015, pp. 1-26, doi: 10.1155/2015/654840.

Skornyakov S., Pavlov V., Rakhmanov A. Silicon voltage suppressors – effective means of protection of electronic devices. Components and technologies, 2008, 3, pp. 70-74.

Zheng Z. S., Peng Z., Yu Z. S., Lan H., Wang S. X., Zhang M., Li L., Liang H. W., Su H. Thickness-dependent optical response and ultrafast carrier dynamics of PtSe2 films. Results in Physics, 2022, Vol. 42, pp. 106012, doi: 10.1016/j.rinp.2022.106012.

Lou J., Xu X., Huang Y., Yu Y., Wang J., Fang G., Liang J., Fan C., Chang C. Optically Controlled Ultrafast Terahertz Metadevices with Ultralow Pump Threshold. Nano and micro small, 2021, Vol. 17, Issue 44, e2104275, doi: 10.1002/smll.202104275.

Shi Y., Deng Y, Ren J., Li P., Fay P., and Liu L. Computational analysis of novel high performance optically controlled RF switches for reconfigurable millimeterwave-to-THz circuits. OSA Continuum, 2021, Vol. 4, Issue 10, pp. 2642-2654, doi: 10.1364/OSAC.437912.

Abdelfatah M., Darwesh N., Habib M. A., Alduaij O. K., El-Shaer A., Ismail W. Enhancement of Structural, Optical and Photoelectrochemical Properties of n-Cu2O Thin Films with K Ions Doping toward Biosensor and Solar Cell Applications. Nanomaterials, 2023, 13(7), pp. 1272, doi: 10.3390/nano13071272.

Mazur T. M., Mazur M. P., Vakaliuk I. V. Solar cells based on CdTe thin films (II Part). Physics and Chemistry of Solid State, 2023, Vol. 24, No.1, pp. 134-145, doi: 10.15330/pcss.24.1.134-145.

Scarpulla M. A., McCandles B., Phillips A. B., Yan Y., Heben M. J., Wolden C., Xiong G., Metzger W. K., Mao D., Krasikov D., Sankin I., Grover S., Munshi A., Sampath W., Sites J. R., Bothwell A., Albin D., Reese M. O., Romeo A., Nardone M. Klie R., Wall J. M., Fiducia T., Abbas A., Hayes S. M. CdTe-based thin film photovoltaics: Recent advances, current challenges and future prospects. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2023, Vol. 255, pp. 112289, doi: 10.1016/j.solmat.2023.112289.

Khrypunov M. G., Zaitsev R. V., Kudii D. A., Khrypunova A. L. Amplitude-time characteristics of switching in thin films of cadmium telluride. Journal of Nano- and Electronic Physics, 2018, Vol.10, №1, pp. 01016-1– 01016-6, doi: 10.21272/jnep.10(1).01016.

Khrypunov G. S., Nikitin V. O., Rezinkin O. L., Drozdov A. N., Meriuts A. V., Pirohov O. V., Khrypunov M. G., Kirichenko M. V., Danyliuk A. R. Electron bistability and switching effects in Mo/p-CdTe/Mo structure. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2020, V.31, № 5, pp. 3855-3860, doi: 10.1007/s10854-020-02926-6.

Khripunov G. S., Kirichenko M. V., Zaitsev R. V., Drozdov A. M., Meriuts A. V., Nikitin V. O., Khripunov M. G. Element of protection of radio-electronic equipment from over-frequency electromagnetic pulsesю Patent for the korisna model No. 146236. Registered in the State Register of Patents of Ukraine for the korisna model on 02/03/2021.

Sharmin A., Mahmood S. S., Sultana M., Shaikh M. A. A., Bashar M. S. Property enhancement of a close-spaced sublimated CdTe thin film by a post-growth activation step with CdCl2 and MgCl2. Materials Advances, 2024, Vol. 5, pp. 1205-1216, doi: 10.1039/D3MA00734K.

Sharmin A., Mahmood S. S., Sultana M., Aziz S., Shaikh M. A. A., Bashar M. S. Effect of argon pressure on the physical characteristics of cadmium telluride (CdTe) thin films by close-spaced sublimation. J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 2023, Vol. 34(5), 344, doi: 10.1007/s10854-022-09603-w.

Gevorgyan V. A., Mangasaryan N. R., Gremenok V. F., Tivanov M. S., Thakur P., Thakur A., Trukhanov S. V., Zubar T. I., Sayyed M. I., Tishkevich D. I., Trukhanov A. V. Morphology and structure of CdCl2-Containing CdTe films deposited by discrete vacuum thermal evaporation, Vacuum, 2023, Vol. 214, pp. 112248, doi: 10.1016/j.vacuum.2023.112248.

Kumari S., Suthar D., Himanshu, Kumari N., Dhaka M. S., Understanding Grain Growth Mechanism in Vacuum Evaporated CdTe Thin Films by Different Halide Treatments: An Evolution of Ion Size Impact on Physical Properties for Solar Cell Applications. Comments Inorg. Chem., 2023, Vol. 43(6), pp. 429–464, doi: 10.1080/02603594.2022.2142938.

Melchor-Robles J. A., Nieto-Zepeda K. E., Vázquez-Barragán N. E., Arreguín-Campos M., Rodríguez-Rosales K., Cruz-Gómez J., Guillén-Cervantes A., Santos-Cruz J., Olvera M. de la L., Contreras-Puente G., de Moure-Flores F. Characterization of CdS/CdTe Ultrathin-Film Solar Cells with Different CdS Thin-Film Thicknesses Obtained by RF Sputtering. Coatings, 2024, Vol. 14(4), pp. 452, doi: 10.3390/coatings14040452.

Alshehri K. Investigation on copper doped CdTe thick films for optoelectronic applications: structural, optical and electrical characteristics. International Journal of Thin Films Science and Technology, 2024, Vol. 13, №.3, pp. 235-247, doi: 10.18576/ijtfst//130308.

Moutinho H. R., Hasoon F. S., Abulfotuh F., Kazmerski K. Investigation of polycrystalline CdTe thin films deposited by physical vapor deposition, close-space sublimation, and sputtering. Journal Vacuum Science Technology A, 1995, Vol. 13, 6, pp. 2877-2883, doi: 10.1116/1.579607

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-29

Як цитувати

Хрипунов, . Г. ., Доброжан , А. ., Хрипунов , М. ., Шелест , Т. ., & Саприкін , Р. . (2024). КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА БАЗОВИХ ШАРІВ ТЕЛУРИДУ КАДМІЮ ПЛАНАРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЗАХИСТУ НВЧ АПАРАТУРИ ВІД ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ІМПУЛЬСІВ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (4(22), 10–19. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2024.04.02

Номер

Розділ

Енергетика, машинобудування та технології конструкційних матеріалів